Принцип действия
В датчиках электронных спидометров используется «эффект Холла», названный в честь американского физика Э. Холла, открывшего это явление еще в 1879 г. Если к проводнику или полупроводнику приложено напряжение Uп (рис. 1.11) него пронизывает под прямым углом магнитное поле, обладающее индукцией В, то возникает «напряжение Холла» Uh, перпендикулярное направлению тока от источника питания Iп и направлению магнитного поля:
Uн = Кн·Iп·В/h,
где: Кн - постоянная Холла; Iп - ток от источника питания; В - магнитная индукция; h - толщина проводника (полупроводника).
Рис. 1.11 Эффект Холла: Uп, Iп - напряжение и ток источника питания; В - магнитная индукция; h - толщине проводника (полупроводника); Uн - выходное напряжение
Из выражения следует, что величина напряжения Uн пропорциональна магнитной индукции В. Если магнитное поле В изменять с частотой, пропорциональной скорости движения автомобиля, то и частота изменения выходного напряжения Uн тоже будет пропорциональна скорости автомобиля. На практике магнитное поле создается неподвижным магнитом, а его изменение — специальным вращающимся экраном с прорезями. При вращении экрана 1 его сегменты 2 и прорези 3 (рис. 1.12) поочередно проходят между магнитом 4 и датчиком Холла 5. Когда между магнитом и датчиком Холла проходит сегмент экрана (рис. 1.12,а), магнитное поле перекрывается и на выходе датчика напряжение минимально (Uн min). При прохождении между магнитом и датчиком Холла прорези экрана (рис. 1.12,6) на датчик поступает максимальный магнитный поток, и на выходе напряжение становится максимальным (Uн max). Таким образом, при вращении экрана со скоростью, пропорциональной скорости движения автомобиля, на выходе датчика Холла появляются импульсы напряжения Uн (рис, 1.12, в), частота следования которых пропорциональна скорости автомобиля.
Рис. 1.12 Принцип работы датчика спидометра: а - прохождение между магнитом и датчиком сегмента экрана; б - прохождение между магнитом и датчиком прорези экрана; в - изменение выходного напряжения датчика при вращении экрана; 1 - экран; 2 - сегмент экрана; 3 - прорезь экрана; 4 - магнит; 5 - датчик Холла с элементами усиления и преобразования выходного напряжения; Uп - напряжение источника питания; Uн - выходное напряжение; Т - период следования импульсов датчика Холла; f - частота следования импульсов, Va - скорость автомобиля
Устройство, работа
Автомобили ВАЗ-2110, -2111, -2112, ИЖ-2126, ГАЗ-3110 оснащены электронными спидометрами. Принцип действия электронных спидометров 45.3602 автомобилей ВАЗ-2110, -2111, -2112 и 56.3802 автомобиля ГАЗ-3110 основан на измерении частоты импульсов от датчика скорости, расположенного на коробке передач (рис. 1.13). На выходе датчика при движении автомобиля появляются прямоугольные импульсы, нижний уровень которых должен быть не более 1 В, а верхний уровень - не менее 5 В. В соответствии с международными стандартами датчик вырабатывает 6000 прямоугольных импульсов за 1 км пути, Эти импульсы преобразуются электронной схемой спидометра в электрический ток, измеряемый магнитоэлектрическим прибором, причем величина тока зависит от числа поступающих импульсов в единицу времени, т.е. будет пропорциональна скорости движения автомобиля. Кроме того, электронная схема путем «подсчета» поступающих импульсов обеспечивает работу шагового электродвигателя, который вращает барабанчики счетчиков пройденного пути: итогового и суточного. Показания суточного счетчика могут быть сброшены на стоянке при нажатии кнопки на комбинации приборов.
Рис. 1.13. Датчик скорости: 1 - привод спидометра: 2 - корпус привода спидометра; 3 - датчик